[发明专利]一种整体式催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种整体式催化剂，其特征在于：是由金属微纤与催化剂颗粒组成，所述催化剂颗粒被均匀地束缚在由金属微纤烧结形成的三维网状结构内；且所述催化剂颗粒具有金属相、铝酸铈相和氧化铝相，其结构通式如下：xM·yCeAlO₃·(100-x-y)Al₂O₃，通式中的M表示金属，x表示金属相所占的质量百分数，y表示铝酸铈相所占的质量百分数。

2.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述的整体式催化剂中，含金属微纤的质量百分比为33～99％，含催化剂颗粒的质量百分比为1～67％。

3.根据权利要求2所述的整体式催化剂，其特征在于：所述的整体式催化剂中，金属微纤所占的体积百分比为1～5％，催化剂颗粒所占的体积百分比为1～35％，余下为孔隙率。

4.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述的金属微纤为铜微纤、镍微纤或不锈钢微纤。

5.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述金属微纤的直径为2～50μm、长度为2～5mm。

6.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述的M为金属Co、Ni、Pd、Pt、Rh中的任意一种或二种的组合。

7.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述的结构通式中的0.1≤x≤15，0.1≤y≤30。

8.根据权利要求1所述的整体式催化剂，其特征在于：所述催化剂颗粒的粒径为20～250μm。

9.一种权利要求1所述的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将金属微纤和纸纤维加入水中搅拌成均匀分散的纤维浆；

b)制备催化剂颗粒xM·yCeAlO₃·(100-x-y)Al₂O₃

①在室温下将Al₂O₃以等体积浸渍法浸渍于铈盐水溶液中，经干燥后在空气氛中于400～600℃下焙烧，得到改性载体；

②在室温下将步骤①制得的改性载体以等体积浸渍法浸渍于金属M盐水溶液中，经干燥后在空气氛中于400～700℃下焙烧，得到催化剂前驱体；

③将步骤②制得的催化剂前驱体在氢气中于850～950℃还原1～2小时，即得到所述的催化剂颗粒xM·yCeAlO₃·(100-x-y)Al₂O₃；

c)将步骤a)制得的纤维浆和步骤b)制得的催化剂颗粒转移到造纸机中，进行造纸成型；成型后进行干燥，然后在空气氛中于250～550℃焙烧0.5～2小时，再在氢气中于800～950℃烧结1～2小时，即得到所述的整体式催化剂。

10.一种权利要求1所述的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将金属微纤和纸纤维加入水中搅拌成均匀分散的纤维浆；

2)将步骤1)制得的纤维浆和Al₂O₃转移到造纸机中，进行造纸成型；成型后进行干燥，然后在空气氛中于250～550℃焙烧0.5～2小时，再在氢气中于800～950℃烧结1～2小时，得到结构化载体；

3)将步骤2)制得的结构化载体以等体积浸渍法浸渍于铈盐水溶液中，经干燥后在空气氛中于200～500℃下焙烧2～5小时，得到改性结构化载体；

4)在室温下将步骤3)制得的改性结构化载体以等体积浸渍法浸渍于金属M盐水溶液中，经干燥后在空气氛中于200～500℃下焙烧1～5小时，最后在氢气中于850～950℃还原1～2小时，即得到所述的整体式催化剂。

11.根据权利要求9或10所述的整体式催化剂的制备方法，其特征在于：所述的纸纤维的长度为0.1～1mm。

12.根据权利要求9或10所述的整体式催化剂的制备方法，其特征在于：所述的纤维浆的浓度为1～10g/L。

13.根据权利要求9或10所述的整体式催化剂的制备方法，其特征在于：所述的铈盐为硝酸铈、硫酸铈或醋酸铈。